負(fù)電源軌不會(huì)消失

　　摘要：負(fù)電源軌與主要的IC構(gòu)件配合使用，用于給各種主要構(gòu)件 IC 供電。對稱的電源 (軌) 可處理 AC 信號(hào)，并且不會(huì)產(chǎn)生 DC 偏移。不過，相比于其同等的正 LDO，設(shè)計(jì)精良的負(fù) LDO 需要稍微多花一點(diǎn)心思。

　　負(fù)電源軌與主要的IC構(gòu)件配合使用，例如：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、運(yùn)算放大器和GaAs FET偏置電路等。顯然，假如僅存在一個(gè)正電源軌，那么輸出信號(hào)通常只能采取正值 (取決于電路拓?fù)?;然而，如果有了正電源軌和負(fù)電源軌，則輸出信號(hào)就可從負(fù)電壓擺動(dòng)至正電壓。再者，在諸如過程控制等實(shí)際信號(hào)為雙極型的應(yīng)用中，負(fù)電源是很重要的。以電動(dòng)機(jī)控制為例，正電壓會(huì)引起“順時(shí)針”旋轉(zhuǎn)，負(fù)電壓將引起“逆時(shí)針”旋轉(zhuǎn)，而電壓振幅則控制著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低。

　　負(fù) LDO 可精巧地為負(fù)電源軌提供干凈的電源。有很多種負(fù) LDO 應(yīng)用，包括：

　　● 軍事 - 雷達(dá)、聲納、熱成像儀、監(jiān)控系統(tǒng);
　　● 工業(yè) - CCD 和 IR 攝像機(jī)、實(shí)驗(yàn)室 / 測試設(shè)備、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、血液 / 血糖設(shè)備、電機(jī)、振動(dòng)控制、功率分析儀;
　　● 醫(yī)療 - MRI 設(shè)備、牙科 X 光系統(tǒng)、超聲波設(shè)備、血液分析儀、內(nèi)窺鏡;
　　● 通信 - 光學(xué)模塊、光纖收發(fā)器;
　　● 汽車 - 天線;
　　● RF 應(yīng)用 - 雷達(dá)、光學(xué)收發(fā)器、功率放大器、高精度儀表。

　　傳統(tǒng)上，高性能負(fù)輸出開關(guān)穩(wěn)壓器或負(fù)輸出充電泵一直在這些應(yīng)用中使用，其可提供較低的輸出電壓和極少的熱堆積。不利的一面則通常是成本、復(fù)雜性 (在某些場合) 和輸出噪聲。然而，憑借改進(jìn)的 LDO 設(shè)計(jì)方法 (包括用于實(shí)現(xiàn)較高工作效率的較低基準(zhǔn)電壓和較低壓差電壓)，低壓差穩(wěn)壓器在此類應(yīng)用的使用率如今會(huì)不斷地提高。此外，有些負(fù)電源軌還需要進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，而且，低噪聲、快速瞬態(tài)響應(yīng)及優(yōu)良的電源抑制在許多場合中也是期望的特性。

　　上述問題的一種理想解決方案將是具有中高級(jí)電流能力和寬輸入 / 輸出電壓范圍的低噪聲負(fù) LDO。凌力爾特推出了一款旨在解決此類問題的新產(chǎn)品。

　　1.5A 低噪聲負(fù) LDO

　　LT3015 是一款 1.5A 負(fù)低壓差線性穩(wěn)壓器，其具有快速瞬態(tài)響應(yīng)、低噪聲和精準(zhǔn)電流限值。憑借其 -1.8V 至 -30V 的寬輸入電壓范圍及 -1.220V 至 -29.5V 的可調(diào)輸出電壓，該器件的共發(fā)射極 NPN 功率晶體管設(shè)計(jì)只需單個(gè)電源，并實(shí)現(xiàn)了一個(gè) 310 mV (滿負(fù)載時(shí)的典型值) 的低壓差電壓。在 10Hz 至 100kHz 帶寬范圍內(nèi)，輸出電壓噪聲僅為 60μVRMS。LT3015 具有 1.1mA 的工作電流，并在停機(jī)時(shí)減至 <1μA。另外，在出現(xiàn)壓降時(shí)靜態(tài)電流也得到了很好的控制。LT3015 可作為凌力爾特其中一個(gè)廣受歡迎之正 LDO (1.5A LT1963A) 的負(fù)補(bǔ)充器件，非常適合于負(fù)邏輯電源、低噪聲儀表、工業(yè)電源以及后置穩(wěn)壓開關(guān)電源。

　　LT3015 的基準(zhǔn)放大器拓?fù)淇商峁┚珳?zhǔn)的 DC 特性，并用極寬范圍的輸出電容器 (包括小型和低成本的陶瓷輸出電容器) 提供良好的環(huán)路穩(wěn)定性。該器件采用僅為 10μF 的輸出電容器可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。不必增加在使用其他很多穩(wěn)壓器時(shí)常見的串聯(lián)電阻 (ESR)，就可以使用這些纖巧的外部電容器。LT3015 具有雙向停機(jī)功能，允許該器件以正或負(fù)邏輯電平工作。此外，由于 LT3015 的高停機(jī)門限準(zhǔn)確度，SHDN 引腳還可用來為穩(wěn)壓器輸入電源設(shè)定一個(gè)可編程欠壓閉鎖 (UVLO) 門限。該 IC 的內(nèi)部保護(hù)電路包括反向輸出保護(hù)、具折返的精準(zhǔn)電流限制 (用于將功率晶體管保持在其安全工作區(qū)內(nèi)) 及具遲滯的熱限制。

　　LT3015 可提供具背部散熱襯墊的扁平 (僅高 0.75mm) 3mm x 3mm 8 引腳 DFN 封裝、具背部散熱襯墊的 12 引腳 MSOP 封裝、通孔 TO-220功率封裝和表面貼裝型 DD-Pak功率封裝。工作結(jié)溫最寬可達(dá) -55℃至 +125℃ (取決于器件等級(jí))。

　　冷卻特性

　　LT3015 的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了多項(xiàng)可在任何設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)簡單和高性能的特性。高增益帶寬誤差放大器可提供快速瞬態(tài)響應(yīng)和高電源抑制比 (PSRR)。此外，該器件的 PSRR 性能指標(biāo)相比于領(lǐng)先的正 PNP LDO 穩(wěn)壓器改善了 4倍，并且甚至到 10MHz 頻率下都保持了很高的抑制水平 (>25dB)，見圖 2 和圖 3。